伺服电机的制动方式
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伺服电机的制动1.概述伺服电动机的制动器是一种降低伺服电机旋转速度的装置。
施加制动的过程可称之为制动。
以下两种情况,将产生特别大的再生能量,必须外接制动电阻消耗掉,否者将对伺服驱动产生损坏。
(1)当负载转动惯量特别大,电机制动减速时。
(2)当电机转动方向与负载转动方向相同,但是转矩相反时。
2.分类伺服电机的制动可分为再生制动、动态制动和电磁制动。
2.1. 再生制动再生制动是在伺服驱动器正常工作时的减速过程。
伺服电机的减速或者停止是通过减小频率来实现。
在频率减小的瞬间,电机的同步转速随之下降,而由于机械惯性,电机的转子转速未变,电机转子转速大于同步旋转磁场的转速,此时电机处于发电状态。
与此同时,电机轴上的转矩变成了制动转矩,使电机的转速迅速下降,电机此时处于再生制动状态。
电机再生制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线,但是直流电路的电能无法通过整流电路回馈到电网,只能靠驱动器内部的电容吸收,长时间制动时将导致直流母线电压升高,形成“泵升电压”。
过高的直流母线电压将使各部分器件受到损坏。
因此对于处于发电制动状态中产生的再生能量必须采取必要的措施,一般通过使用制动电阻将能量耗散掉。
当直流母线电压升高到驱动器设定的数值时,再生制动电路打开,经内置制动电阻发热耗散。
电能转化为热能,电机转速降低,直流母线电压也降低。
通常内置制动电阻功率较小,如减速时间长或减速度大,内部再生制动电路消耗能量过慢,直流母线电压持续升高,超过设定的阈值,驱动器报警,并给电机断电。
此时需要增加外置制动电阻吸收能量,保护驱动器。
汇川伺服驱动器直流母线电压如下:AC220V整流后标准值为311V,正常值为235V-378V,电压泄放点为380V,上下阈值为200V-420V;AC380V整流后标准值为537V,正常值为451V-689V,电压泄放点为690V,上下阈值为380V-760V。
AC220V包括单相220V和三相220V。
在自动控制系统中,伺服电机是必不可少一个执行元件。
它的主要作用是把接收到的电信号进行转换成电机轴上的角位移或角速度输出。
但是,当信号电压为零时无自转现象,转速会随着转矩的增加而匀速下降。
在这种情况下,很多用户容易对伺服电机的电磁制动,再生制动,动态制动的作用混淆,从而选择了错误的配件。
那么伺服电机制动方式有哪几种呢?
1、电磁制动:
是指通过机械装置锁住伺服电机的轴。
电磁制动在工作时需外部继电器控制,工作时不需电源。
2、动态制动:
由动态制动电阻组成,在故障、急停、电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给距离。
动态制动器的工作需外部继电器控制,工作时不需电源。
3、再生制动:
是指伺服电机在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线,经阻容回路吸收。
再生制动的工作是系统自动进行,而且,再生制动必须在伺服器正常工作时才起作用,在故障,急停,电源断电时等情况下无法制动电机。
伺服电机的制动方式与原理伺服电机的控制方法伺服电机是一种能够实现精确控制位置、速度和力矩的电机。
它的控制方式和原理可以分为制动方式和控制方法两个方面。
一、伺服电机的制动方式与原理:1.机械制动法:通过机械装置,在电机输入轴或者输出轴上加装制动装置,如制动盘、制动片等。
当需要制动时,通过电磁力或者机械力使制动器与电机输入轴或者输出轴接触,从而实现制动效果。
这种制动方式的原理是利用摩擦力或者电磁力来减小或者阻止电机的运动,从而实现制动目的。
2.电磁制动法:通过电磁装置,在电机输入轴或者输出轴上加装电磁制动器。
当需要制动时,施加电压使制动器产生磁场,通过磁场对电机输入轴或者输出轴施加制动力矩,从而实现制动效果。
这种制动方式的原理是利用电磁场对电机的运动进行阻止,从而实现制动目的。
3.回馈制动法:回馈制动法是在伺服电机的控制回路中加入一个回馈装置,通过控制回路的反馈信号控制电机的转动和制动。
当需要制动时,通过调整控制回路中的参数,使反馈信号与设定值产生偏差,从而控制电机停止运动或者产生相反的力矩,实现制动效果。
这种制动方式的原理是通过改变控制回路中的参数,使电机的输出与期望值产生偏差,从而实现制动目的。
二、伺服电机的控制方法:1.位置控制:位置控制是通过控制伺服电机使其达到设定位置的控制方式。
它的原理是通过测量电机的位置信号与设定值进行比较,通过调整控制回路的参数或者改变输入信号,控制电机的角度或者位置,使其达到期望的位置。
2.速度控制:速度控制是通过控制伺服电机使其达到设定速度的控制方式。
它的原理是通过测量电机的速度信号与设定值进行比较,通过调整控制回路的参数或者改变输入信号,控制电机的转速,使其达到期望的速度。
3.力矩控制:力矩控制是通过控制伺服电机使其产生特定力矩的控制方式。
它的原理是通过测量电机输出的力矩信号与设定值进行比较,通过调整控制回路的参数或者改变输入信号,控制电机的输出力矩,使其达到期望的力矩。
交流伺服控制电机伺服电机控制原理“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。
“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。
伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机,其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。
在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf,接恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电机运行的目的。
交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。
直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。
电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E为电枢反电动势,K为常数,j为每极磁通,Ua、Ia为电枢电压和电枢电流,Ra为电枢电阻,改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采用控制电枢电压的方法,在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。
直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。
直流伺服电机的优点和缺点优点:速度控制精确,转矩速度特性很硬,控制原理简单,使用方便,价格便宜。
缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)交流伺服电机的优点和缺点优点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,需要更多的连线。
直流伺服电机分为有刷和无刷电机。
伺服电机制动原理伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和加速度的电机,其广泛应用于机械制造、自动化设备、航空航天等领域。
在伺服电机的工作过程中,制动是一个至关重要的环节,它直接影响到伺服电机的性能和稳定性。
因此,了解伺服电机的制动原理对于提高其工作效率和精度具有重要意义。
伺服电机的制动原理主要包括电磁制动和惯性制动两种方式。
电磁制动是通过电磁力来实现制动的方式,其原理是利用电磁铁产生的磁场与制动器上的铁芯之间的吸引力来实现制动。
当需要制动时,通过施加电流使电磁铁产生磁场,吸引制动器上的铁芯,从而实现制动。
而惯性制动则是通过机械结构和惯性原理来实现制动的方式,其原理是通过改变伺服电机的运动状态,使其产生制动效果。
在伺服电机的实际应用中,电磁制动和惯性制动常常结合使用,以实现更加精准和稳定的制动效果。
在正常工作状态下,伺服电机会根据控制系统的指令进行运动,当需要制动时,控制系统会发送制动指令,伺服电机会根据指令执行相应的制动方式。
电磁制动主要用于实现瞬间制动,而惯性制动则主要用于实现持续制动,二者相互配合,使伺服电机能够在不同工况下实现精准、快速的制动效果。
除了电磁制动和惯性制动外,伺服电机的制动原理还涉及到制动器的选型和参数设置。
制动器的选型需要考虑伺服电机的工作环境、负载情况、制动需求等因素,以确保制动器能够满足伺服电机的制动要求。
同时,制动器的参数设置也需要根据具体的应用场景进行调整,以实现最佳的制动效果。
总之,伺服电机的制动原理涉及到电磁制动、惯性制动以及制动器的选型和参数设置等多个方面,只有深入了解和掌握这些原理,才能够更好地应用伺服电机,并发挥其最大的性能和效率。
希望本文能够对读者有所帮助,谢谢阅读!。
伺服电机刹车原理伺服电机是一种能够控制旋转角度和速度的电动机,广泛应用于自动化控制系统中。
而刹车作为伺服电机的重要组成部分,具有保证机械系统安全停止和定位的功能。
本文将从伺服电机和刹车的原理入手,详细介绍伺服电机刹车的工作原理和应用。
一、伺服电机的原理伺服电机是一种能够精确控制转速和位置的电动机。
它通过内置的编码器或传感器实时检测电机转速和位置,并根据控制系统的指令调整电机的运动。
伺服电机通常由电机本体、编码器、控制器和驱动器组成。
1. 电机本体:伺服电机的本体是由转子和定子组成的。
转子是电机的旋转部分,而定子是固定在电机外壳内部的部分。
电机本体通过传递电流来产生转矩和旋转运动。
2. 编码器:编码器是伺服电机的重要组成部分,用于测量电机的转速和位置。
编码器通常分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。
增量式编码器通过计算脉冲数来确定转速和位置,而绝对式编码器能够直接读取电机的转速和位置信息。
3. 控制器:控制器是伺服电机系统的大脑,负责接收来自外部的指令并控制电机的运动。
控制器根据编码器反馈的信号,实时调整电机的转速和位置,以达到控制系统的要求。
4. 驱动器:驱动器是将控制器发出的指令转换为电流信号,驱动电机旋转的装置。
驱动器根据控制器的指令,调整电流的大小和方向,以控制电机的转速和位置。
二、刹车的原理刹车是伺服电机系统中的重要保护装置,用于使机械系统快速停止或保持位置。
刹车通常由刹车器和刹车控制器组成。
1. 刹车器:刹车器是一种能够产生阻碍电机旋转的力矩的装置。
常见的刹车器包括电磁刹车、机械刹车和液压刹车等。
电磁刹车通过施加电磁力使制动器片产生摩擦力矩,从而减速或停止电机的旋转。
机械刹车通过刹车摩擦片和刹车盘之间的摩擦力产生制动力矩。
液压刹车则通过液压系统产生制动力矩。
2. 刹车控制器:刹车控制器是控制刹车装置工作的装置。
它根据控制系统的指令,控制刹车器的开合和制动力矩的大小。
刹车控制器通常与伺服电机的控制器相连接,实现对刹车的精确控制。
伺服电机快速起动、停原理理论说明1. 引言1.1 概述:伺服电机是一种常用于工业自动化控制系统中的关键设备,具有精准定位、高速运动和稳定性等特点。
在伺服电机的工作过程中,快速起动和停止是至关重要的操作,对于提高生产效率和保证安全性都有着重要意义。
本文将详细介绍伺服电机快速起动和停止的原理与技术。
1.2 文章结构:本文主要分为五个部分进行阐述。
首先在引言部分对伺服电机快速起动、停止原理进行概述并阐明研究目的。
接下来,在第二部分将详细介绍快速起动的概念、重要性以及实现方法。
第三部分将讨论停止信号的生成与传递、停止方式选择与设计以及停止原理在伺服电机中的应用。
在第四部分,我们将深入解析伺服电机的基本工作原理、运动控制系统介绍,并对快速起停在伺服电机中的实现原理进行详细分析。
最后,在结论部分总结观点和发现结果,并提出对快速起停原理展望和未来研究方向的建议。
1.3 目的:本文旨在全面阐述伺服电机快速起动和停止的原理与技术,揭示其重要性和应用价值。
通过深入剖析伺服电机的工作原理和运动控制系统,以及快速起停实现方法的分析,为读者提供一个全面了解伺服电机起停原理的视角。
同时,为未来对快速起停原理进行研究的学者们提供可借鉴和拓展的方向。
2. 快速起动原理:2.1 快速起动概念:快速起动是指伺服电机在初始状态下,通过合适的控制方法和信号输入,迅速实现从静止到运动的过程。
伺服电机在工业自动化领域中广泛应用,具有加速度高、定位精度高等特点。
因此,快速起动是保证伺服电机性能和效率的关键环节。
2.2 快速起动的重要性:快速起动对于提高生产效率、增强产品竞争力具有重要意义。
伺服电机应用广泛,包括数控机床、印刷设备、半导体制造设备等,在这些领域中,要求伺服电机从停止状态到正常运行状态的转变时间尽可能短,以确保生产过程顺利进行。
2.3 快速起动的实现方法:(1) 控制器参数优化:通过调整控制器的参数来提高系统响应时间和稳定性。
控制器参数的选择直接影响到系统的快速响应能力。
伺服电机的急停控制原理主要基于其闭环控制系统以及附加的制动功能。
当需要紧急停止伺服电机时,操作者或控制系统会发送一个停止指令给伺服驱动器。
这个指令使得驱动器立即停止向电机提供功率脉冲。
1. 电气制动:
- 动态制动(能耗制动):在收到停止信号后,伺服驱动器会快速斩断电源并切换到动态制动模式,此时直流母线中的电能通过连接的制动电阻转化为热能消耗掉,产生反向力矩帮助电机减速。
- 再生制动(回馈制动):如果伺服系统支持能量回馈,那么在电机减速过程中产生的电动势将被逆变回路转换成直流电,并反馈回电网或者通过阻容回路吸收,从而进一步加快电机的减速和停止过程。
2. 机械制动:
- 电磁制动器在接收到停止信号后通电,通过磁力作用于制动片上,直接阻止电机轴旋转,实现快速制动。
3. 编码器反馈:
- 伺服电机带有编码器,实时监测电机转子位置和速度。
即使在电机突然断电的情况下,编码器仍然可以检测到电机
的实际运动状态,驱动器根据反馈信息调整控制策略,使电机尽快准确地停止在预期的位置。
总结来说,在伺服电机急停的过程中,一方面通过切断励磁电流、启动制动装置来迅速降低电机转速;另一方面利用编码器的反馈机制确保电机在停止后不会因惯性而过冲,而是精确地停留在预定位置附近。
整个过程能够在极短的时间内完成,确保了系统的安全性和响应速度。
伺服电机刹车原理伺服电机是一种通过控制器和编码器来实现位置、速度和力矩控制的电机。
在伺服电机中,刹车是一个重要的组成部分,它用于控制电机的运动停止和保持。
刹车的原理通常有以下几种:1.电磁式刹车原理:电磁式刹车是利用电磁力来实现制动的一种方式。
刹车的外形上有一个线圈和一个铁芯,当电流通过线圈时,会产生磁力将铁芯吸引起来,从而使刹车片与刹车盘接触并实现制动。
当电流断开时,磁力消失,刹车片离开刹车盘恢复自由运动。
2.液压式刹车原理:液压式刹车是通过液压系统实现制动的一种方式。
刹车系统中利用液压力来将制动器施加到刹车盘,并产生摩擦力从而制动电机。
具体原理是当刹车踏板被踩下,液压油会被推入刹车缸中,刹车缸内的活塞会被推动从而施加制动力。
3.机械式刹车原理:机械式刹车是通过机械装置来实现制动的一种方式。
通常是通过摩擦作用来停止电机的运动。
刹车包括一个刹车盘和一个刹车片,当刹车片受到外力作用时与刹车盘接触并摩擦,从而制动电机。
无论采用何种刹车原理,刹车的基本原理都是通过制动器施加摩擦力来减速和停止运动。
刹车的启动和刹车的释放都是通过控制器来实现的。
在伺服电机中,刹车一般有以下几个作用:1.安全性:刹车的主要作用是确保电机在停止时保持位置稳定。
伺服电机通常用于需要精确位置控制的工业设备中,刹车能够确保电机停止在精确的位置上,不会产生误差或漂移。
2.电机保护:刹车还可以保护电机不受外力干扰。
在运动过程中,如果电机受到意外碰撞或负载扭矩过大,刹车能够迅速制动电机,阻止其进一步受损。
3.节能:刹车可以将电机能量消散,减少能量的浪费。
当电机需要停止或减速时,通过制动器将能量转化为热能散发出去,从而减少能源的浪费。
总之,刹车是伺服电机中重要的组成部分,通过控制器和刹车实现对电机位置、速度和力矩的精确控制。
刹车的原理主要包括电磁式刹车、液压式刹车和机械式刹车,其基本原理都是通过施加摩擦力来减速和停止运动。
刹车的作用主要包括安全性、电机保护和节能。
交流伺服控制电机伺服电机控制原理之宇文皓月创作“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。
“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。
伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机,其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。
在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf,接恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变更,达到控制电机运行的目的。
交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。
直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。
电机转速n=E /K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E为电枢反电动势,K为常数,j为每极磁通,Ua、Ia为电枢电压和电枢电流,Ra为电枢电阻,改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采取控制电枢电压的方法,在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。
直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。
直流伺服电机的优点和缺点优点:速度控制精确,转矩速度特性很硬,控制原理简单,使用方便,价格廉价。
缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,发生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)交流伺服电机的优点和缺点优点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,需要更多的连线。
直流伺服电机分为有刷和无刷电机。
伺服驱动器制动原理伺服驱动器制动系统在工业自动化中起着重要的作用。
它能够控制伺服电机在停止时产生制动力,确保动态负载的安全性和稳定性。
下面将详细介绍伺服驱动器制动原理。
伺服驱动器制动原理可以分为电阻制动和电动制动两种方式。
电阻制动是通过在伺服电机的电路中接入电阻来产生制动力。
当伺服电机停止运动时,伺服驱动器会将制动信号发送给电阻模块,使电阻模块接入电机电路。
电阻会产生负载扭矩,使电机停止转动。
这种制动方式简单可靠,但需要消耗大量的电能,因为电流会流过电阻而产生热量。
电动制动则是利用电机自身的电动力来产生制动力。
当伺服驱动器接收到制动信号后,它会切断电机的输入电源,同时接通制动电阻。
这时,电机的旋转动能将转化为电能被制动电阻吸收。
电动制动方式不会消耗大量的电能,但可能导致电机加速度较低。
除了制动方式外,制动原理中还有两个重要的参数——制动力和制动时间。
制动力是指伺服驱动器在制动时施加到电机轴上的力。
制动力大小取决于伺服驱动器的能力和制动信号的输入。
较大的制动力有助于更快速地停止旋转,但也可能导致电机和附加设备的损坏。
制动时间指的是伺服电机从接收制动信号开始直到完全停止旋转所需的时间。
制动时间取决于伺服电机的惯性、负载特性和制动力的大小。
较短的制动时间可提高系统的动态响应和效率,但可能也导致电机的损坏。
伺服驱动器制动原理包括了电阻制动和电动制动两种方式。
在选择制动方式时需综合考虑制动力和制动时间两个重要参数。
正确理解和应用伺服驱动器制动原理将有助于保障系统的安全性和稳定性,在工业自动化过程中发挥重要作用。
伺服电机的几种制动方式
有时候我们容易对电磁制动,再生制动,动态制动的作用混淆,选择了错误的配件。
动态制动器由动态制动电阻组成,在故障,急停,电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给距离.
再生制动是指伺服电机在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线,经阻容回路吸收.
电磁制动是通过机械装置锁住电机的轴.
三者的区别
(1)再生制动必须在伺服器正常工作时才起作用,在故障,急停,电源断电时等情况下无法制动电机.动态制动器和电磁制动工作时不需电源.
(2)再生制动的工作是系统自动进行,而动态制动器和电磁制动的工作需外部继电器控制.
(3)电磁制动一般在SVOFF后启动,否则可能造成放大器过载.动态制动器一般在SVOFF或主回路断电后启动,否则可能造成动态制动电阻过热.
选择配件的注意事项
(1)有些系统如传送装置,升降装置等要求伺服电机能尽快停车.而在故障,急停,电源断电时伺服器没有再生制动无法对电机减速.同时系统的机械惯量又较大,这时需选用动态制动器动态制动器的选择要依据负载的轻重,电机的工作速度等.
(2)有些系统要维持机械装置的静止位置需电机提供较大的输出转矩且停止的时间较长,如果使用伺服的自锁功能往往会造成电机过热或放大器过载.这种情况就要选择带电磁制动的电机.
(3)有的伺服器有内置的再生制动单元,但当再生制动较频繁时可能引起直流母线电压过高,这时需另配再生制动电阻.再生制动电阻是否需要另配,配多大的再生制动电阻可参照相应样本的使用说明.需要注意的是一般样本列表上的制动次数是电机在空载时的数据.实际选型中要先根据系统的负载惯量和样本上的电机惯量,算出惯量比.再以样本列表上的制动次数除以(惯量比+1).这样得到的数据才是允许的制动次数.
对于伺服电机的制动方式,我有不同的理解.
首先, 对于电磁制动,我的理解和你基本是一样的,既在故障,急停,电源断电时等情况下,通过电磁抱闸装置锁住电机的轴.电磁抱闸装置可以由伺服放大器,或PLC来控制,通常用于垂直方向的机械运动.
动态制动是指伺服电机在减速或停车时将制动产生的能量通过制动二极管回路反馈到直流母线并提升母线电压,当直流母线电压超过最高允许值时,则接通制动电阻消耗能量以维持母线电压在一定范围内,这是一种非常普遍应用的制动方式.
再生制动是指电机在减速或停车时将制动产生的能量通过再生回路反馈给交流电源系统,实现"从哪来,回哪去"的原则,这就是"再生"的含义.这需要放大器具有再生回路控制单元和反向直交逆变单元.再生制动多用于大功率变频放大器或主轴放大器.再生制动的优点之一是节能,搞变频的大概都知道这一点.
有点不同的意见。
1:动态制动和伺服制动都是靠马达内部的激磁完成的,也就是向旋转方向相反的方向增加电流来实现。
2:机械制动,也就是常说的抱闸,是靠外围的直流电源控制,常闭,通电后抱闸打开,没电即闭合,属于纯机械摩擦制动。